الخميس، 4 أكتوبر 2018

آلية جديدة لتطوير الأجهزة الإلكترونية

من Free Scripts
أدى انتشار الأجهزة الإلكترونية إلى تغيير الحياة في القرن الحادي والعشرين. في قلب هذه الأجهزة هي حركة الإلكترونات عبر المواد. لا يزال العلماء يكتشفون اليوم طرقًا جديدة للتلاعب بالإلكترونات ونقلها في إطار السعي إلى صنع أجهزة أسرع وأداء أفضل.

أظهر علماء من وحدة التحليل الطيفي Femtosecond برئاسة البروفيسور Keshav داني في معهد أوكيناوا للدراسات العليا للعلوم والتكنولوجيا (OIST) آلية جديدة يمكن أن تسمح للسيطرة على الإلكترونات على النطاق النانوي (10-9 من المتر) مقياس و [فمتوثت] (10-15 من ثاني) مقياس زمنيّ يستعمل ضوء. وقد نشرت الدراسة في مجلة العلوم السلف .

عندما يتم تطبيق الجهد عبر المواد شبه الموصلة ، يتم إنشاء حقل كهربائي يوجه تدفق الالكترونات من خلال المواد. وقد استخدمت الدكتورة إي لين وونغ ، وهي خريجة مؤخرًا لدرجة الدكتوراة في OIST ، وزملائها ظاهرة فيزيائية تسمى التأثير الضوئي الضوئي السطحي ، لتحريض الحقول الكهربائية على سطح المادة مما يسمح لها بذلك. تأثير photovoltage السطح هو تأثير حيث يمكن أن تتنوع إمكانات سطح المواد عن طريق تغيير شدة الضوء. يقول E. Laine: "من خلال الاستفادة من المظهر الجانبي غير المكثف لحزمة الليزر ، فإننا نتعامل مع إمكانات السطح المحلية لإنشاء حقل كهربائي متغير من الناحية المكانية داخل بقعة التصوير. وهذا يسمح لنا بالتحكم في تدفق الإلكترونات داخل البقعة البصرية".

باستخدام مزيج من التحليل الطيفي الفيمتو ثانية باستخدام تقنيات الفحص المجهري الإلكتروني ، قامت E Laine وزملاؤها بفيلم من تدفق الإلكترونات على فترات زمنية من الفمتوثانية. عادة ، في الطيف الفيمتو ثانية ، يستخدم شعاع الليزر فائق السرعة المعروف باسم "المضخة" لإثارة الإلكترونات في العينة. ثم يضيء على شعاع الليزر فائق السرعة الثاني المعروف باسم "المسبار" على العينة لتتبع تطور الإلكترونات المثارة. وقد سمحت هذه التقنية ، المعروفة أيضًا باسم التحليل الطيفي للمضخة ، للعلماء بدراسة ديناميكيات الإلكترونات المثارة في نطاق زمني قصير جدًا. كما أن الجمع بين المجهر الإلكتروني يوفر للعلماء الاستبانة الفضائية اللازمة لصورة مباشرة لحركة الإلكترونات المتحررة حتى داخل المساحة الصغيرة لمنطقة شعاع الليزر. "

كما أن نتائج الدراسة تبشر بالسيطرة على حركة الإلكترونات إلى ما وراء حد الدقة للضوء من خلال استخدام الاختلافات المكانية في شدة حزمة الليزر داخل البؤرة. وبالتالي يمكن استخدام الآلية في تشغيل الدوائر الإلكترونية النانوية. يعمل البروفيسور داني وفريقه الآن نحو بناء جهاز فائق السرعة يعمل بالموجات النانوية على أساس هذه الآلية الجديدة.

0 التعليقات:

إرسال تعليق